Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluß der Zufütterung von karotinoidem Astaxanthin auf die Spermaqualität und Fruchtbarkeit von Warmbluthengsten

Heczko, Kristin Hildegard

The object of this study was to determine whether the semen quality or the fertility of stallions can be improved by the feeding of antioxidant carotinoid astaxanthin to protect spermatozoa against lipid peroxidation. A total of 44 stallions belonging to the National Stud Lower Saxony (Celle, Germany) were included into this retrospective analysis and were divided by chance into a control group (20 stallions) and an experimental group (24 stallions). The mean age of the control group was 8,7 years (± SD 3,47), of the experimental group 8,6 years (± SD 4,42). The experimental group was fed from the middle of march till end of july twice a day with 5 g carotinoid astaxanthin additional to the standard food (3 times a day 2 kg oat as well as supplemental feed (1 kg per day)) which was also given to the control group. In this study quantitative and qualitative semen parameters (volume, sperm concentration/ml and motility) were recorded right after semen collection. Two times in March and from April till July once per month samples of fresh-diluted and frozen-thawed semen were taken and evaluated for the following parameters: Once per month the fresh-diluted semen was stored at 5°C for four days and the  motility rates were recorded after 24, 48 and 96 hours. The morphology was tested with SYBR-14®/PI-assay and FITC-PNA-assay to examine the viability and the acrosomal integrity. The percentage of progressively motile spermatozoa in the frozen-thawed semen was estimated after thawing the semen. A fluorometric assessment of acrosomal integrity and viability with a SYTO®17/FITC-PNA/PI-assay, of the lipid peroxidation and peroxidation with Bodipy-, DCFH- and DHR-assays and of the chromatin structure with a SCSA-assay was made. All stallions were included in an artificial insemination program. The fertility rates, pregnant mares 2002 and foal born alive 2003 were available for statistical analysis. The feeding of carotinoid astaxanthin had a significant interaction with the seasonal influence in the following two parameters: the percentage of progressively motile spermatozoa in the fresh-diluted semen and the concentration of peroxides in the spermatozoa of the frozen-thawed semen (p < 0,05). There was no influence of feeding of carotinoid astaxanthin on the sperm concentration, on the motility of the chilled fresh-diluted semen, on the viability and the acrosomal integrity of the fresh-diluted semen. Also there was no influence of the viability, the acrosomal integrity, the chromatin structure, the peroxidation of the spermatozoa and the percentage of the progressively motile spermatozoa in the frozen-thawed semen (p > 0,05). There was a significant difference between the control period and the feeding period in the group of the fed stallions (p < 0,05). There was no increase of the per-cycle-pregnancy rates of the fed stallions (p > 0,05), but there was a significant increase of the the per-cycle-foaling rates of the fed stallions during the feeding period (p < 0,05).

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu untersuchen, inwiefern die Zufütterung von antioxidativem, karotinoiden Astaxanthin an Zuchthengste während der Decksaison durch den Schutz der Spermien vor Lipidperoxidation die Spermaqualität und die Reproduktionsleistung der Hengste beeinflußt. Für diese Studie standen 44 Hengste des Niedersächsischen Landgestüts Celle zur Verfügung. Die Versuchsgruppe bestand aus 24 Hengsten, die Kontrollgruppe aus 20 Hengsten. Das mittlere Alter der Versuchsgruppe lag bei 8,63 Jahren (± SD 4,42), das mittlere Alter der Kontrollgruppe bei 8,70 Jahren (± SD 3,47). Der Versuchsgruppe wurden zusätzlich zum Standardfutter (3 × täglich je 2 kg Hafer sowie Zusatzfutter (1 kg pro Tag)), welches auch die Kontrollgruppe erhielt, von Mitte März bis Ende Juli 2 × täglich je 5 g karotinoides Astaxanthin gefüttert. Zur Beurteilung des Samens wurde nach jeder Samenentnahme Volumen, Dichte und Gesamtspermienzahl des Ejakulates bestimmt und die Motilität der Spermien bewertet. Zweimal im März und dann einmal pro Monat bis Juli wurden Teilejakulate der Hengste gewonnen und als flüssig- und tiefgefrierkonservierte Proben gesondert ausgewertet: Bei der Untersuchung des Frischsamens erfolgte einmal im Monat eine Prüfung der Haltbarkeit des Samens nach 24-, 48- und 96stündiger Kühlung; die Spermienmorphologie wurde mittels SYBR-14®/PI-Färbung und FITC-PNA-Färbung untersucht, um Lebensfähigkeit und akrosomalen Status des Spermas zu bestimmen. Bei der Untersuchung des Tiefgefrierspermas wurde die Motilität des aufgetauten Spermas beurteilt. Weiter wurden Lebensfähigkeit des aufgetauten Spermas mittels SYTO®17/FITC-PNA/PI-Test, Lipidperoxidation bzw. Peroxidation des aufgetauten Spermas mittels Bodipy-, DCFH- und DHR-Färbung und die Chromatinstruktur des aufgetauten Spermas mittels SCSA-Test am Durchflußzytometer überprüft. Nach Samenübertragung auf Warmblutstuten wurden als Fertilitätsparameter die Trächtigkeits- und Abfohlraten pro Rosse miteinander verglichen. Ein direkter, signifikanter Einfluß der Zufütterung von karotinoidem Astaxanthin an Zuchthengste besteht bei keinem der untersuchten Spermienparameter (p > 0,05). Die Zufütterung hat lediglich bei zwei Parametern - der Vorwärtsmotilität der Spermien im Frischsperma und der Peroxidkonzentration der Spermien im aufgetauten Tiefgefriersperma – einen signifikanten Wechselwirkungseffekt mit dem saisonalen Einfluß (p < 0,05).  In der Versuchsgruppe gab es einen signifikanten Unterschied zwischen Vorphase und Versuchsphase bezüglich der Trächtigkeitsraten pro Rosse und der Abfohlraten pro Rosse (p < 0,05). Die Trächtigkeitsraten pro Rosse der Hengste der Versuchsgruppe waren im Vergleich zu den Hengsten der Kontrollgruppe nicht signifikant unterschiedlich (p > 0,05). Bei den Abfohlraten pro Rosse der Hengste jedoch war bei der Versuchsgruppe über die Versuchsphase April-Juli hinweg ein signifikanter Einfluß des karotinoiden Astaxanthins festzustellen (p <  0,05).

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Heczko, Kristin Hildegard: Einfluß der Zufütterung von karotinoidem Astaxanthin auf die Spermaqualität und Fruchtbarkeit von Warmbluthengsten. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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